Jordens indre strålingsbælte viser et underligt zebra-esque stribet mønster, ifølge de seneste fund fra NASAs tvilling Van Allen Probes. Hvad mere er, årsagen til stripningen ser ud til at være selve jordens rotation - noget, der tidligere blev antaget at være umuligt.
"... det er virkelig ydmygelse som teoretiker at se, hvor hurtigt nye data kan ændre vores forståelse af fysiske egenskaber."
- Aleksandr Ukhorskiy, Johns Hopkins University anvendt fysiklaboratorium
Vores planet er omgivet af to store donutformede strålingregioner kaldet Van Allen-bælterne efter astrofysiker James Van Allen, der opdagede deres tilstedeværelse i 1958. (Van Allen døde i en alder af 91 i 2006.) Det indre Van Allen-bælte, der strækker sig fra ca. 800 til 13.000 km (500 til 8.000 miles) over Jorden, indeholder elektroner og protoner med høj energi og udgør en risiko for både rumfartøjer og mennesker, hvis det er tilfældet at de bruger nogen betydelig mængde tid inde i det.
Læs mere: Overraskende tredje strålebælte fundet rundt om på Jorden
Lanceret ombord på en Atlas V-raket fra Cape Canaveral AFS om morgenen den 30. august 2012, er Van Allen-proberne (oprindeligt Radiation Belt Storm Probes) på en to-årig mission for at undersøge bælterne og finde ud af, hvordan de opfører sig og udvikle sig over tid.
Et af instrumenterne ombord på de to sonder, Radiation Belt Storm Probes Ion Composition Experiment (RBSPICE), har registreret et vedvarende stribet mønster i partiklerne i det indre bælte. Mens man engang troede, at strukturer inden i bælterne var resultatet af solaktivitet, blev det takket være RBSPICE nu bestemt at Jordens rotation og den vippede magnetiske akse er årsagen.
”Det er på grund af den hidtil uset høje energi og tidsmæssige opløsning af vores energiske partikeleksperiment, RBSPICE, at vi nu forstår, at de indre bælteelektroner faktisk er organiseret i zebramønstre,” sagde Aleksandr Ukhorskiy fra Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) i Laurel, Md., Medundersøger på RBSPICE og hovedforfatter af papiret. ”Desuden identificerer vores modellering Jordens rotation klart som mekanismen, der skaber disse mønstre. Det er virkelig ydmygelse som teoretiker at se, hvor hurtigt nye data kan ændre vores forståelse af fysiske egenskaber. ”
Modellen til dannelse af de stribede mønstre sammenlignes med trækningen af taffy.
"Hvis de indre bælteelektronpopulationer betragtes som en tyktflydende væske," sagde Ukhorskiy, "disse globale svingninger strækker og folder langsomt den væske, ligesom taffy strækkes og foldes i en slikbutiksmaskine."
”Denne konstatering fortæller os noget nyt og vigtigt om, hvordan universet fungerer,” sagde Barry Mauk, projektforsker hos APL og medforfatter til avisen. ”De nye resultater afslører en ny storstilet fysisk mekanisme, der kan være vigtig for planetariske strålingsbælter i hele solsystemet. Et instrument, der ligner RBSPICE, er nu på vej til Jupiter på NASAs Juno-mission, og vi vil være på udkig efter eksistensen af zebra-stribelignende mønstre i Jupiters strålingsbælter. ”
Jupiters Van Allen-bælter ligner Jordens undtagen meget større; Jupiters magnetfelt er ti gange stærkere end Jordens, og strålingen i dens bælter er en million gange mere kraftfuld(kilde). Juno ankommer Jupiter i juli 2016 og tilbringer omkring et år i kredsløb og undersøger dens atmosfære, interiør og magnetosfære.
Tak til Van Allen-proberne. Juno har nu endnu en funktion til at se efter i Jupiters strålingsbælter.
”Det er forbløffende, hvordan Jordens rummiljø, inklusive strålingsremme, fortsat overrasker os, selv efter at vi har studeret dem i over 50 år. Vores forståelse af båndets komplekse strukturer og processerne bag bæltenes adfærd vokser fortsat, hvilket alle bidrager til det endelige mål om at tilvejebringe nøjagtig modellering af rumvejr. ”
- Louis Lanzerotti, fysikprofessor ved New Jersey Institute of Technology og hovedundersøger for RBSPICE
Holdets fund blev offentliggjort i tidsskriftet 20. martsNatur.
Van Allen-proberne er den anden mission i NASAs Living With a Star-program, der administreres af NASA's Goddard Space Flight Center i Greenbelt, MD. Programmet udforsker aspekter af det tilsluttede sol-jord-system, der direkte påvirker livet og samfundet.
Kilde: Van Allen Probes nyhedsmeddelelse
